JP4844264B2 - Power conversion system - Google Patents
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Description
この発明は、複数台の電力変換器を並列接続して構成される電力変換システムに関するものである。 The present invention relates to a power conversion system configured by connecting a plurality of power converters in parallel.
通常、電力変換装置が出力できる最大電圧は直流電圧に依存するため、出力電圧指令が、電力変換装置が出力できる最大電圧より高い場合、指令値に応じた出力電圧波形が得られなくなり、電力変換装置の出力電圧波形が正弦波とならず、波形歪みが生じ、高調波電流等の不要成分を出力する。
図5は従来技術に示されたインバータ及び制御回路を簡略して記載したものである。図中、1は直流電源回路であり、例えば、交流入力電源と三相整流平滑回路から構成される。2は直流電圧回路1の直流出力端子1a、1bに接続された3相インバータ回路であり、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)等の半導体スイッチと還流ダイオードから構成される。3は3相インバータ回路2の負荷である。
4は直流電源回路1の直流電圧値を検出する直流電圧検出器、5は負荷3に流す電流指令を生成する電流指令器、6は3相インバータ回路2の出力電圧の周波数指令を生成する周波数指令器、7は直流電圧検出値4a、電流指令値5a、周波数指令値6aにもとづき出力電圧指令7aを生成する出力電圧指令値演算器、8は出力電圧指令値演算器7の出力電圧指令7aをPWM変調し、3相インバータ回路2に与えるゲートパルス指令を生成するPWMパルス生成回路である。
また、図6は従来技術に示された出力電圧指令値演算器7の詳細図である。出力電圧指令演算器7は電流指令器5と出力周波数指令器6とインバータの直流電圧検出器4に接続され、これらの信号にもとづいてインバータの出力電圧指令7aを演算し、PWMパルス生成回路8に送るものであり、直流電圧検出値4aからインバータが出力できる最大電圧Vmを演算する最大電圧演算手段72と、最大電圧Vmと負荷インピーダンス特性値から補正電流値を演算する補正電流演算手段73と、補正電流値と電流指令値5aの小さい方を選択する選択手段71と、第1の乗算器74、第2の乗算器75と、換算係数発生手段76とから構成される。
直流電圧が低下し、最大電圧Vmと負荷インピーダンスと出力周波数から決まる補正電流値が電流指令値より低くなった場合、電流指令値は補正電流値が選択され、出力電圧指令が電力変換器が出力できる最大電圧より高くなることはなく、指令値に応じた出力電圧波形が得られる。
Normally, the maximum voltage that can be output by the power converter depends on the DC voltage, so if the output voltage command is higher than the maximum voltage that can be output by the power converter, the output voltage waveform corresponding to the command value cannot be obtained, and power conversion The output voltage waveform of the device does not become a sine wave, waveform distortion occurs, and unnecessary components such as harmonic currents are output.
FIG. 5 is a simplified description of the inverter and control circuit shown in the prior art. In the figure, reference numeral 1 denotes a DC power supply circuit, which includes, for example, an AC input power supply and a three-phase rectifying / smoothing circuit.
4 is a DC voltage detector that detects a DC voltage value of the DC
FIG. 6 is a detailed view of the output voltage
When the DC voltage decreases and the corrected current value determined from the maximum voltage Vm, load impedance, and output frequency is lower than the current command value, the corrected current value is selected as the current command value, and the output voltage command is output by the power converter. The output voltage waveform corresponding to the command value is obtained without being higher than the maximum possible voltage.
従来の技術では、上記のように構成されているため、2台以上の電力変換器を並列に接続した場合には、個別に出力電圧が変化すると、電力変換器間で横流が流れるといった問題があった。 Since the conventional technology is configured as described above, when two or more power converters are connected in parallel, there is a problem in that if the output voltage changes individually, a cross current flows between the power converters. there were.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、2台以上の電力変換器が並列に接続された電力変換システムにおいて、直流電圧が低下した場合にも波形歪みの少ない近似正弦波を出力することができる電力変換器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a power conversion system in which two or more power converters are connected in parallel, an approximation with less waveform distortion even when the DC voltage drops. An object is to obtain a power converter capable of outputting a sine wave.
この発明に係る電力変換システムにおいては、出力電圧指令に基づき出力電圧を制御する手段を有した電力変換器を少なくとも2台以上並列接続して構成されるものにおいて、各電力変換器の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、直流電圧値が設定された電圧以下になったことを検出する比較手段と、並列接続された電力変換器のいずれかの直流電圧が設定された電圧以下になったことを検出して各電力変換器に対し出力電圧低減量を与える出力電圧低減指令手段とを備えたものである。 In the power conversion system according to the present invention, at least two power converters having means for controlling the output voltage based on the output voltage command are connected in parallel. The DC voltage detecting means for detecting, the comparing means for detecting that the DC voltage value is lower than the set voltage, and the DC voltage of one of the power converters connected in parallel is lower than the set voltage. Output voltage reduction command means for detecting this and giving an output voltage reduction amount to each power converter.
この発明によれば、2台以上の電力変換器が並列に接続された場合でも、直流電圧低下信号に応じて、並列接続された電力変換装置の出力電圧指令を一斉に低減できるため、電力変換装置間で横流が発生することはなく、出力電圧の波形歪みを抑制することができる。 According to the present invention, even when two or more power converters are connected in parallel, the output voltage commands of the power converters connected in parallel can be reduced simultaneously according to the DC voltage drop signal. Cross current does not occur between devices, and waveform distortion of the output voltage can be suppressed.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図1、図2に基づいて説明する。図1において、従来と同じものは同じ符号を付して説明する。
100は電力変換装置である。この電力変換装置100は、直流電力を供給する直流電源回路1、この直流電源回路1の直流端子1a、1bに接続され、直流電力を交流電力に変換する3相インバータ回路2、直流電源回路1の直流電圧値を検出する直流電圧検出器4、直流電圧値が設定された電圧以下になったことを検出する比較器11、3相インバータ回路2の出力電圧周波数指令6a1を生成する出力周波数指令器6、出力電圧指令値14a1と出力電圧値のフィードバック値の偏差から出力電圧指令値10a1を演算する電圧制御器10、3相インバータ回路2のゲートパルス指令を生成するPWMパルス生成回路8、加算器14により構成される。200は電力変換装置100と同じ要素で構成される別の電力変換装置である。電力変換装置100、200の出力はインダクタンス91、92を介して負荷3に接続される。
12は電力変換装置100と電力変換装置200のいずれかの直流電圧が設定値以下になったことを検出するOR回路、13はOR回路12の検出信号12aに応じて出力電圧低減指令信号13a1、13a2を出力する出力電圧低減指令回路である。
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, the same reference numerals are used for the same parts as in the prior art.
次に、図2に基づき動作について説明する。
例えば、電力変換装置100の直流電圧検出信号4a1が設定された検出レベルより低下した場合、比較器11が直流電圧低下を検出し、直流電圧低下信号11a1を出力する。OR回路12は並列接続されている電力変換回路100、200のいずれかの直流電圧が設定値以下になったことを検出し、検出信号12aを出力する。出力電圧低減指令回路13は、設定された直流電圧検出レベル時に出力できる最大電圧値と出力電圧指令VL*の偏差αを低減する出力電圧低減指令信号13a1、13a2を電力変換回路100、200に対して出力する。電力変換装置100、200では出力電圧指令VL*と出力電圧低減指令信号13a1、13a2を加算器14にて加算し、電圧制御器10に出力電圧指令値14a1を出力する。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
For example, when the DC voltage detection signal 4a1 of the
この実施の形態1では上記の構成としているため、2台以上の電力変換器が並列に接続された場合でも、直流電圧低下信号に応じて、並列接続された電力変換装置の出力電圧指令を一斉に低減できるため、電力変換装置間で横流が発生することはなく、出力電圧の波形歪みを抑制することができる。 In the first embodiment, since the above configuration is adopted, even when two or more power converters are connected in parallel, the output voltage commands of the power converters connected in parallel are simultaneously transmitted according to the DC voltage drop signal. Therefore, cross current does not occur between the power converters, and waveform distortion of the output voltage can be suppressed.
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を図3、図4に基づいて説明する。図3において、従来と同じものは同じ符号を付して説明する。
100、200は電力変換装置であるが、実施の形態1と異なる点は、比較器11を省いた点である。また、15は電力変換装置100、200から出力される直流電圧検出信号4a1、4a2の最小値を検出する最小値検出回路、16は最小値検出回路15の出力信号15aに応じて出力電圧低減指令信号16a1、16a2を演算する出力電圧低減指令回路である。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 3, the same reference numerals are used for the same parts as in the prior art.
Although 100 and 200 are power converters, the difference from the first embodiment is that the
次に、図4に基づき動作について説明する。
例えば、電力変換装置100の直流電圧検出信号4a1が電力変換装置200の直流電圧検出信号4a2より小さい場合、最小値検出回路15の出力信号15aは直流電圧検出信号4a1と同じ値を出力する。出力電圧低減指令回路16は直流電圧最小値信号15aに基づき、出力可能な最大電圧と出力電圧指令VL*の偏差βを低減する出力電圧低減指令信号16a、16bを電力変換回路100、200に対して出力する。電力変換装置100、200では出力電圧指令VL*と出力電圧低減指令信号16a1、16a2を加算器14にて加算し、電圧制御器10に出力電圧指令値14a1を出力する。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
For example, when the DC voltage detection signal 4a1 of the
この実施の形態2では上記の構成としているため、2台以上の電力変換器が並列に接続された場合でも、直流電圧低下信号に応じて、並列接続された電力変換装置の出力電圧指令を線形に低減できるため、出力電圧の急変が少なくでき、電力変換装置間で横流が発生することはなく、出力電圧の波形歪みを抑制することができる。 Since the second embodiment has the above-described configuration, even when two or more power converters are connected in parallel, the output voltage command of the power converters connected in parallel is linearly set according to the DC voltage drop signal. Therefore, the sudden change of the output voltage can be reduced, the cross current is not generated between the power converters, and the waveform distortion of the output voltage can be suppressed.
1:直流電源回路
2:3相インバータ回路
3:負荷
4:直流電圧検出器
5:電流指令器
6:出力周波数指令器
7:出力電圧指令値演算器
71:選択手段
72:最大電圧演算手段
73:補正電流演算手段
74:乗算器
75:乗算器
76:換算係数発生手段
8:PWMパルス生成回路
91:インダクタンス
92:インダクタンス
10:電圧制御器
11:比較器
12:OR回路
13:出力電圧低減指令回路
14:加算器
15:最小値検出回路
16:出力電圧低減指令回路
1: DC power supply circuit 2: three-phase inverter circuit 3: load 4: DC voltage detector 5: current command device 6: output frequency command device 7: output voltage command value calculator 71: selection means 72: maximum voltage calculation means 73 : Correction current calculation means 74: multiplier 75: multiplier 76: conversion coefficient generation means 8: PWM pulse generation circuit 91: inductance 92: inductance 10: voltage controller 11: comparator 12: OR circuit 13: output voltage reduction command Circuit 14: Adder 15: Minimum value detection circuit
16: Output voltage reduction command circuit
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